一般把電子元器件的故障都稱謂失效，知曉元器件的失效模式和失效機(jī)理以及設(shè)備故障的機(jī)理對(duì)于診斷設(shè)備故障，保持設(shè)備固有的可靠性是十分重要的事情。元器件失效分析的目的不僅在于判斷失效性質(zhì)和明確失效原因，更重要的還在于為積極預(yù)防重復(fù)失效找到有效途徑。下面就一起來(lái)看看元器件檢測(cè)方法及失效分析主要步驟介紹。
失效分析主要步驟:
芯片開(kāi)封/開(kāi)蓋：去除IC封膠，同時(shí)保持芯片功能的完整無(wú)損，保持 die，bond pads，bond wires乃至lead-frame不受損傷，為下一步芯片失效分析實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備。
SEM 掃描電鏡/EDX成分分析：包括材料結(jié)構(gòu)分析/缺陷觀察、元素組成常規(guī)微區(qū)分析、精確測(cè)量元器件尺寸等等。
探針測(cè)試：以微探針快捷方便地獲取IC內(nèi)部電信號(hào)。
鐳射切割：以微激光束切斷線路或芯片上層特定區(qū)域。
EMMI偵測(cè)：EMMI微光顯微鏡是一種效率極高的失效分錯(cuò)析工具，提供高靈敏度非破壞性的故障定位方式，可偵測(cè)和定位非常微弱的發(fā)光（可見(jiàn)光及近紅外光），由此捕捉各種元件缺陷或異常所產(chǎn)生的漏電流可見(jiàn)光。
OBIRCH應(yīng)用（鐳射光束誘發(fā)阻抗值變化測(cè)試）：OBIRCH常用于芯片內(nèi)部高阻抗及低阻抗分析，線路漏電路徑分析。利用OBIRCH方法，可以有效地對(duì)電路中缺陷定位，如線條中的空洞、通孔下的空洞。通孔底部高阻區(qū)等，也能有效的檢測(cè)短路或漏電,是發(fā)光顯微技術(shù)的有力補(bǔ)充。LG液晶熱點(diǎn)偵測(cè)：利用液晶感測(cè)到IC漏電處分子排列重組，在顯微鏡下呈現(xiàn)出不同于其它區(qū)域的斑狀影像，找尋在實(shí)際分析中困擾設(shè)計(jì)人員的漏電區(qū)域（超過(guò)10mA之故障點(diǎn)）。
定點(diǎn)/非定點(diǎn)芯片研磨：移除植于液晶驅(qū)動(dòng)芯片 Pad上的金凸塊， 保持Pad完好無(wú)損，以利后續(xù)分析或rebonding。
X-Ray 無(wú)損偵測(cè)：檢測(cè)IC封裝中的各種缺陷如層剝離、爆裂、空洞以及打線的完整性，PCB制程中可能存在的缺陷如對(duì)齊不良或橋接，開(kāi)路、短路或不正常連接的缺陷，封裝中的錫球完整性。
SAM (SAT)超聲波探傷：可對(duì)IC封裝內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行非破壞性檢測(cè), 有效檢出因水氣或熱能所造成的各種破壞如：.晶元面脫層，.錫球、晶元或填膠中的裂縫，.封裝材料內(nèi)部的氣孔，.各種孔洞如晶元接合面、錫球、填膠等處的孔洞。
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元器件檢測(cè)方法：
1.C-SAM（超聲波掃描顯微鏡)，無(wú)損檢查:１.材料內(nèi)部的晶格結(jié)構(gòu)，雜質(zhì)顆粒．夾雜物．沉淀物．2. 內(nèi)部裂紋. 3.分層缺陷.4.空洞,氣泡,空隙等。
2.X－Ray（這兩者是芯片發(fā)生失效后首先使用的非破壞性分析手段）
微焦點(diǎn)Xray用途：半導(dǎo)體BGA，線路板等內(nèi)部位移的分析 ；利于判別空焊，虛焊等BGA焊接缺陷. 參數(shù)：標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)分辨率＜500納米 ；幾何放大倍數(shù): 2000 倍 最大放大倍數(shù): 10000倍 ； 輻射小: 每小時(shí)低于1 μSv ；電壓: 160 KV, 開(kāi)放式射線管設(shè)計(jì)。防碰撞設(shè)計(jì)；BGA和SMT（QFP）自動(dòng)分析軟件，空隙計(jì)算軟件，通用缺陷自動(dòng)識(shí)別軟件和視頻記錄。這些特點(diǎn)非常適合進(jìn)行各種二維檢測(cè)和三維微焦點(diǎn)計(jì)算機(jī)斷層掃描(μCT)應(yīng)用。
3.SEM掃描電鏡/EDX能量彌散X光儀（材料結(jié)構(gòu)分析/缺陷觀察，元素組成常規(guī)微區(qū)分析，精確測(cè)量元器件尺寸）
4.EMMI微光顯微鏡/OBIRCH鐳射光束誘發(fā)阻抗值變化測(cè)試/LC 液晶熱點(diǎn)偵測(cè)(這三者屬于常用漏電流路徑分析手段,尋找發(fā)熱點(diǎn)，LC要借助探針臺(tái)，示波器）
5.FIB 線路修改，切線連線，切點(diǎn)觀測(cè)，TEM制樣，精密厚度測(cè)量等
6.Probe Station 探針臺(tái)/Probing Test 探針測(cè)試，ESD/Latch-up靜電放電/閂鎖效用測(cè)試（有些客戶是在芯片流入客戶端之前就進(jìn)行這兩項(xiàng)可靠度測(cè)試，有些客戶是失效發(fā)生后才想到要篩取良片送驗(yàn)）這些已經(jīng)提到了多數(shù)常用手段。失效分析前還有一些必要的樣品處理過(guò)程。
7.取die,decap（開(kāi)封，開(kāi)帽）,研磨,去金球 De-gold bump,去層,染色等，有些也需要相應(yīng)的儀器機(jī)臺(tái)，SEM可以查看die表面，SAM以及X－Ray觀察封裝內(nèi)部情況以及分層失效。
除了常用手段之外還有其他一些失效分析手段，原子力顯微鏡AFM ,二次離子質(zhì)譜 SIMS,飛行時(shí)間質(zhì)譜TOF － SIMS ,透射電鏡TEM , 場(chǎng)發(fā)射電鏡,場(chǎng)發(fā)射掃描俄歇探針, X 光電子能譜XPS ,L-I-V測(cè)試系統(tǒng)，能量損失 X 光微區(qū)分析系統(tǒng)等很多手段，不過(guò)這些項(xiàng)目不是很常用。
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